FR2738058A1

FR2738058A1 - RAYWALL ARM TUBE AND METHOD OF MAKING A TUBE OF THIS TYPE

Info

Publication number: FR2738058A1
Application number: FR9608921A
Authority: FR
Inventors: Udo Dipl Ing Sabranski; Henning Von Dipl Ing Seidlitz; Ralf-Joachim Dr Ing Herrmann
Original assignee: Rheinmetall Industrie AG
Current assignee: Rheinmetall Industrie AG
Priority date: 1995-08-23
Filing date: 1996-07-17
Publication date: 1997-02-28
Anticipated expiration: 2016-07-17
Also published as: IT1283528B1; ITMI961593A1; SE9602736D0; FR2738058B1; GB2304873B; JP3908302B2; SE9602736L; SE508696C2; JPH09166397A; GB9617406D0; TR199600644A2; ITMI961593A0; GB2304873A; US5664359A

Abstract

Pour obtenir que l'usure de surfaces des parties pleines, due à la friction entre le projectile et le tube dans la partie de tube côté bouche, soit faible, l'invention propose de durcir en surface les parties pleines (3), au moins dans la zone côté bouche du tube d'arme (1), jusqu'à une profondeur (9) de 0,3 à 0,5 mm. La partie de tube (8, 15) durcie en surface doit dans ce cas présenter une dureté d'au moins 650 HV. La trempe du tube d'arme s'effectue de préférence à l'aide de rayons laser.To obtain that the surface wear of the solid parts, due to the friction between the projectile and the tube in the muzzle-side tube part, is low, the invention proposes to harden the surface of the solid parts (3), at least in the muzzle-side area of the gun barrel (1), to a depth (9) of 0.3 to 0.5 mm. In this case, the surface hardened tube part (8, 15) must have a hardness of at least 650 HV. The quenching of the gun barrel is preferably carried out using laser beams.

Description

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TUBE D'ARME RAYE ET PROCEDE DE FABRICATION RAYWALL ARM TUBE AND METHOD OF MANUFACTURE

D'UN TUBE DE CE TYPEA TUBE OF THIS TYPE

L'invention concerne un tube d'arme (rayé), pourvu de parties pleines et de rayures, qui contient, The invention relates to a weapon tube (striped), provided with solid parts and stripes, which contains,

à son extrémité arrière, une chambre de chargement. at its rear end, a loading chamber.

L'invention concerne en outre un procédé de fabrication The invention furthermore relates to a manufacturing method

de tubes d'armes de ce type.weapon tubes of this type.

Pour maintenir faible l'érosion des tubes d'armes, causée par les gaz chauds de la charge propulsive, et donc pour accroître ainsi leur durée de vie, il est connu de pourvoir l'intérieur du tube, généralement en acier, d'une couche de métal dur ou fritté, par exemple d'une couche de chrome ou d'une couche d'alliage contenant du chrome (alliage de In order to keep the erosion of the weapon tubes low, caused by the hot gases of the propellant charge, and thus to increase their service life, it is known to provide the inside of the tube, generally made of steel, with a hard or sintered metal layer, for example a chromium layer or a chromium-containing alloy layer (alloy of

cobalt, chrome et tungstène).cobalt, chromium and tungsten).

Il a été constaté dans la pratique, en particulier pour les tubes de gros calibre (tubes d'artillerie, tubes de canons de chars, etc.), qu'il se produit dans la zone de la bouche des tubes, une usure superficielle, relativement forte, des parties pleines, en raison de la friction entre le projectile et le tube. Les dommages qui en résultent sur la couche de It has been found in practice, particularly for large tubes (artillery tubes, tank gun tubes, etc.), that there is a superficial wear in the mouth area of the tubes, relatively strong, solid parts, because of the friction between the projectile and the tube. The resulting damage to the layer of

métal du tube entraînent une gravure du profil rayures- metal tube lead to an engraving of the stripes profile-

parties pleines du tube dans le projectile respectif, ce qui peut conduire à une influence indésirable du comportement en vol de la munition - à partir de ces tubes. Par les documents DE-A 2 045 738 et US- A 2,395,044 on connaît des tubes d'arme qui sont pourvus d'une couche de métal dur uniquement dans la chambre de mise à feu et la partie de tube se raccordant directement à celle-ci, car c'est surtout cette partie du tube qui est soumise à érosion par les gaz chauds de full parts of the tube in the respective projectile, which may lead to undesirable influence of the flight behavior of the ammunition - from these tubes. DE-A 2,045,738 and US Pat. No. 2,395,044 disclose weapon tubes which are provided with a layer of hard metal only in the firing chamber and the tube portion directly connected thereto. here, because it is especially this part of the tube which is subjected to erosion by the hot gases of

la charge propulsive.the propulsive charge.

Les tubes d'arme connus de ce type posent aussi les problèmes survenant du fait de la friction entre le Known gun tubes of this type also pose problems arising from the friction between the

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projectile et le tube, notamment dans la zone de la bouche (deuxième moitié du tube) (usure des surfaces des parties pleines, gravures rayures-parties pleines projectile and the tube, especially in the area of the mouth (second half of the tube) (wear of the surfaces of the solid parts, engravings stripes-full parts

sur le projectile respectif).on the respective projectile).

La présente invention a pour but d'indiquer un tube d'arme dans lequel l'usure superficielle des parties pleines, survenant notamment dans la partie de tube côté bouche, du fait de la friction entre le projectile et le tube, soit faible. En outre il doit être indiqué un procédé de fabrication de tubes de ce type. Ce but est atteint avec le tube suivant l'invention en ce que les parties pleines sont durcies en surface, dans la zone côté bouche du tube, jusqu'à une profondeur de 0,3 à 0,5 mm. Pour ce qui concerne le procédé, ce but est atteint en ce que les parties pleines du tube et/ou la chambre de chargement sont (est) durcies(e) en surface avec des rayons laser, The present invention aims to indicate a gun tube in which the surface wear of the solid parts, occurring in particular in the mouth-side tube part, because of the friction between the projectile and the tube, is low. In addition it must be indicated a method of manufacturing tubes of this type. This object is achieved with the tube according to the invention in that the solid parts are hardened on the surface, in the mouth-side region of the tube, to a depth of 0.3 to 0.5 mm. With regard to the method, this object is achieved in that the solid parts of the tube and / or the charging chamber are (are) surface hardened with laser beams,

jusqu'à une profondeur de 0,3 à 0,5 mm. to a depth of 0.3 to 0.5 mm.

La dureté de la partie de tube durcie en The hardness of the hardened tube part in

surface doit être d'au moins 650 HV. surface must be at least 650 HV.

De préférence la partie durcie en surface doit s'étendre au moins sur la moitié de la longueur du tube. Si, pour réduire l'érosion du tube causée par les gaz de la charge propulsive, le tube respectif est pourvu dans la zone de la chambre de chargement d'une couche de métal dur supplémentaire, pour réduire l'usure superficielle des parties pleines, seules sont durcies en surfaces de préférence les parties pleines du tube, entre la bouche et la partie revêtue du métal dur. Dans les tubes d'arme dans lesquels, lors du tir, la combustion de la charge s'effectue sous une pression relativement réduite et à une faible température, il est fréquemment renoncé à une couche de métal dur supplémentaire, car l'usure des parties Preferably the surface hardened portion should extend at least half the length of the tube. If, in order to reduce the erosion of the tube caused by the gases of the propellant charge, the respective tube is provided in the zone of the loading chamber with an additional layer of hard metal, to reduce the surface wear of the solid parts, only the solid parts of the tube, preferably between the mouth and the coated part of the hard metal, are preferably cured. In the weapon tubes in which, when firing, the combustion of the charge is carried out under a relatively reduced pressure and at a low temperature, it is frequently renounced to an additional layer of hard metal, because the wear of the parts

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pleines côté bouche est nettement supérieure en raison de la friction entre le projectile et le tube, que l'érosion dans la zone proche de la chambre de chargement. Dans les tubes de ce type il s'est avéré avantageux de durcir en surface non seulement la zone côté bouche du tube d'arme, mais pour réduire aussi l'érosion du tube, de durcir la totalité du tube full mouth side is significantly higher because of the friction between the projectile and the tube, than erosion in the area near the loading chamber. In tubes of this type it has proved advantageous to harden the surface not only the mouth side area of the gun tube, but also to reduce the erosion of the tube, to harden the entire tube

d'arme, éventuellement avec la chambre de chargement. weapon, possibly with the loading chamber.

Pour le durcissement des surfaces des parties pleines de la partie de tube côté bouche, la trempe au moyen de rayons laser s'est avérée tout particulièrement appropriée, car la zone d'usure à durcir peut être traitée thermiquement de façon ciblée et sur une courte durée, de sorte qu'un processus de refroidissement séparé est superflu et que l'étirage de la pièce est très réduit. Les parties de composants difficilement accessibles peuvent être atteintes dans To harden the surfaces of the solid parts of the mouth-side tube part, the quenching by means of laser beams has proved to be particularly suitable, since the wear zone to be hardened can be heat-treated in a targeted manner and over a short period of time. duration, so that a separate cooling process is superfluous and the drawing of the part is very small. Parts of components that are difficult to access can be reached in

ce procédé, de façon simple, à l'aide de miroirs. this process, in a simple way, using mirrors.

Diverses autres caractéristiques et avantages Various other features and benefits

de l'invention ressortent de la description détaillée of the invention appear from the detailed description

qui suit. Des formes de réalisation de l'invention sont représentées à titre d'exemples non limitatifs sur les following. Embodiments of the invention are shown by way of non-limiting examples on the

dessins annexes.attached drawings.

La figure 1 représente un premier exemple de réalisation d'un tube d'arme suivant l'invention, qui n'est durci en surface que dans une zone partielle; la figure 2 représente la zone côté bouche du tube d'arme représenté sur la figure 1, lors de la trempe à l'aide de rayons laser et la figure 3 représente un deuxième exemple de réalisation d'un tube d'arme suivant l'invention, qui FIG. 1 represents a first exemplary embodiment of a weapon tube according to the invention, which is cured on the surface only in a partial zone; FIG. 2 represents the mouth-side zone of the weapon tube shown in FIG. 1, during the quenching with the aid of laser beams, and FIG. 3 represents a second embodiment of a weapon tube according to FIG. invention, which

est totalement durci en surface.is totally hardened on the surface.

Sur la figure 1, la référence 1 désigne un tube d'arme, qui est pourvu de rayures 2 et de parties pleines 3 et qui présente à l'arrière une chambre de chargement 4. Le tube 1 est pourvu dans une première partie 5, qui comprend la chambre de chargement 4, In FIG. 1, the reference 1 denotes a weapon tube, which is provided with grooves 2 and solid parts 3 and which has a loading chamber 4 at the rear. The tube 1 is provided in a first part 5, which includes the loading chamber 4,

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d'une couche de métal dur ou fritté 6, qui est par exemple faite d'un alliage à base de chrome. Dans la deuxième partie de tube 8, s'étendant jusqu'à la bouche 7, le tube 1 est durci jusqu'à une profondeur superficielle 9 donnée, comprise entre 0,3 et 0,5 mm. Le durcissement de la partie 8 s'effectue à l'aide de rayons laser et est décrit ci- après en référence à la figure 2. Sur celle-ci la référence 10 désigne un laser C02 de 5 KW dont le faisceau de rayons 11 est envoyé côté bouche axialement dans le tube 1. A l'aide d'un miroir 12, monté dans le tube 1, le faisceau laser 11 est dévié, de sorte qu'il parvient verticalement sur les surfaces de parties pleines 3 à durcir. Les surfaces de parties pleines 3 sont de préférence noircies, afin de minimiser la réflexion du a hard or sintered metal layer 6, which is for example made of a chromium-based alloy. In the second tube portion 8, extending to the mouth 7, the tube 1 is cured to a given surface depth 9 of between 0.3 and 0.5 mm. The hardening of the part 8 is carried out by means of laser beams and is described hereinafter with reference to FIG. 2. On this reference 10 denotes a CO 2 laser of 5 kW whose beam of rays 11 is it is sent axially into the tube 1. With the aid of a mirror 12, mounted in the tube 1, the laser beam 11 is deflected so that it reaches the surfaces of solid parts 3 to be hardened vertically. The surfaces of solid portions 3 are preferably blackened, in order to minimize the reflection of the

faisceau laser 11 sur ces surfaces de tube. laser beam 11 on these tube surfaces.

Entre le tube d'arme 1 et le miroir 12 il est produit un déplacement relatif axial et un déplacement relatif radial (indiqués sur la figure 2 par les flèches 13 et 14) de telle sorte que le foyer de la lumière laser suive le parcours rayures-parties pleines. Par les paramètres que sont la puissance du laser, la grandeur du foyer et la vitesse de déplacement, on commande la puissance volumique (103 à 105 W/cm3) et la durée d'action et donc l'énergie par unité de surface introduite dans la couche Between the gun tube 1 and the mirror 12 there is produced an axial relative displacement and a radial relative displacement (indicated in FIG. 2 by the arrows 13 and 14) so that the focus of the laser light follows the path stripes -party full. By the parameters that are the power of the laser, the magnitude of the focus and the speed of displacement, one controls the power density (103 to 105 W / cm3) and the duration of action and therefore the energy per unit of surface introduced in layer

superficielle du tube 1.surface of the tube 1.

La figure 3 représente un autre exemple de réalisation d'un tube d'arme suivant l'invention, dans lequel il a été renoncé à une couche de métal dur ou fritté. Au lieu de ceci le tube est durci superficiellement sur toute sa longueur 15, de sorte qu'il en résulte une zone 16 durcie en continu (pour les mêmes éléments il a été utilisé sur la figure 3 les FIG. 3 represents another embodiment of a weapon tube according to the invention, in which it has been given up to a layer of hard or sintered metal. Instead, the tube is surface hardened over its entire length 15, so that a continuous hardened zone 16 results (for the same elements it was used in FIG.

mêmes références que sur la figure 1). same references as in Figure 1).

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Claims

REVENDICATIONS

1.- Tube d'arme pourvu de parties pleines et de rayures, qui contient, à son extrémité arrière, une chambre de chargement (4), caractérisé en ce que les parties pleines (3) sont durcies en surface, dans la zone côté bouche du tube (1), jusqu'à une profondeur 1.- Weapon tube provided with solid parts and stripes, which contains, at its rear end, a loading chamber (4), characterized in that the solid parts (3) are hardened on the surface, in the side zone mouth of the tube (1), to a depth

(9) de 0,3 à 0,5 mm.(9) from 0.3 to 0.5 mm.

2. - Tube d'arme selon la revendication 1, caractérisé en ce que la partie de tube (8, 15) durcie 2. - Weapon tube according to claim 1, characterized in that the portion of tube (8, 15) hardened

en surface présente une dureté d'au moins 620 HV. at the surface has a hardness of at least 620 HV.

3. - Tube d'arme selon l'une quelconque des 3. - Weapon tube according to any one of

revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que la partie 1 or 2, characterized in that the part

de tube (8, 15) durcie en surface s'étend au moins sur surface-hardened tube (8, 15) extends at least over

la moitié de la longueur du tube (1). half the length of the tube (1).

4. - Tube d'arme selon l'une quelconque des 4. - Weapon tube according to any one of

revendications 1 à 3, caractérisé en ce que tout le Claims 1 to 3, characterized in that the whole

tube (1) est durci en surface.tube (1) is cured on the surface.

5. - Tube d'arme selon l'une quelconque des 5. - Weapon tube according to any one of

revendications 1 à 3, caractérisé en ce que dans le cas Claims 1 to 3, characterized in that in the case

de tubes (1) dont la chambre de chargement (4) et/ou sa partie de tube (5) adjacente à la chambre de chargement (4), est pourvue d'une couche de métal dur (6), seules les parties pleines (3) du tube d'arme (1) sont durcies en surface entre la bouche (7) et la partie de tube (8) of tubes (1) whose loading chamber (4) and / or its tube part (5) adjacent to the loading chamber (4) is provided with a hard metal layer (6), only the solid parts (3) of the gun barrel (1) are cured at the surface between the mouth (7) and the tube portion (8)

revêtue du métal dur (6).coated with hard metal (6).

6. - Procédé de fabrication d'un tube d'arme 6. - Method of manufacturing a weapon tube

rayé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, striped strip according to one of claims 1 to 5,

caractérisé en ce que les parties pleines (3) du tube (1) et/ou la chambre de chargement (4) sont (est) durcies(e) en surface avec un faisceau laser, jusqu'à characterized in that the solid portions (3) of the tube (1) and / or the charging chamber (4) are (are) cured on the surface with a laser beam, up to

une profondeur (9) de 0,3 à 0,5 mm. a depth (9) of 0.3 to 0.5 mm.